JP2003514347A - 電極ホルダを備えた放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、好ましくは誘電体バリア放電用に設計された放電ランプの製造方法に関する。本発明によれば、放電ランプの放電容器内を容器壁から間隔を置いて延びる電極の位置を設定し確保するために、ホルダが使用される。このホルダは同時に排気管として使われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［技術分野］ 本発明は、放電媒体を封入された放電容器と、放電容器内を容器壁から間隔を
置いて延びる電極とを備え、放電容器の製造時に排気管が放電容器に取付けられ
、この排気管を通って放電容器が排気され及び／又は放電媒体を封入され、排気
管がその後気密に閉鎖される放電ランプの製造方法に関する。

【０００２】 ［従来の技術］ 通常、排気管として、放電容器の製造時に放電容器の壁を貫通する管片等が一
緒に封着される。放電容器がその後排気管を除いて気密に閉鎖された後、排気管
には外から排気ポンプが接続され、放電容器が所望の負圧に至るまで排気される
。その後放電容器は排気管を通して放電媒体（通常は１種類のガス又は混合ガス
）を封入される。放電容器内のガス割合が適当に調整された後、排気管を形成す
る管片が放電容器の外（通常は放電容器の比較的近辺）で溶断され、それによっ
て放電容器全体が完全に気密に閉鎖される。通常、排気管は放電容器の内部に突
入しないように放電容器に取付けられている。

【０００３】 放電ランプの特殊な形態は誘電体バリア放電形放電ランプである。この場合、
電極及び／又は１つの対向電極もしくは複数の対向電極は少なくとも１つの誘電
体によって放電容器内部の放電から分離されている。本発明はこのような誘電体
バリア放電用の放電ランプに関するが、このような放電ランプだけに限定される
ものではない。

【０００４】 この種の放電ランプにおいては、電極と放電容器内に又は放電容器に設けられ
ている１つの対向電極との間に電圧が印加され、これによって電極と対向電極と
の間で放電媒体に放電が発生する。この放電の際にインコヒーレント光が放出さ
れる。ランプ構造の様式及び特に放電媒体に応じて、紫外放射、赤外放射又は可
視光が放射される。この種のランプはドイツ特許出願公開第１９６３６９６５号
明細書に記載されている。

【０００５】 いわゆる両極性点灯式放電ランプといわゆる単極性点灯式放電ランプとは相違
している。

【０００６】 単極性放電ランプの場合、両電極の内の一方の電極は永久的に陽極であり、他
方の電極は陰極である。その場合、陽極を誘電体によって放電から分離すること
で充分である。誘電体としてはガラス壁を使用できる。この場合、放電容器内に
は陰極だけが存在し、陽極は容器壁の外面に設けられている。陽極は例えば、直
接容器壁上に印刷された金ペースト又は白金ペーストから成る条帯である。

【０００７】 両極性放電ランプの場合、両電極は互いに特定化できず、両方が誘電体によっ
て遮蔽される。すなわち、電圧極性の変化によって、あるときは一方の電極が陽
極を形成し、またあるときは他方の電極が陽極を形成する。特に放電ランプは高
い繰返し周波数の極めて短い電圧パルスの原理的に制限されないパルス列を供給
される。これに関しては国際公開第９４／２３４４２号明細書を参照されたい。

【０００８】 効果的かつ効率的な放電は電極と対向電極との距離に関係することが明らかで
ある。特に、これは、効率が放電容器内の放電範囲の正確な形状に強く関係する
誘電体バリア放電形放電ランプの場合に当てはまる。電極形状へのこの関係性の
ために、電極位置が僅かに変化しても放電ランプの効率は大きく減少する。

【０００９】 ［発明の説明］ 従って、本発明の課題は、製造中及び後の使用時に電極の正確な固定を保証す
るようなコスト的に手頃で簡単な放電ランプの製造方法を提供することにある。

【００１０】 この課題は、本発明によれば、放電容器内に、非導電性材料から成り電極を放
電容器内の予め定められた位置に固定するホルダが配置され、このホルダ又はこ
のホルダの一部が排気管又は排気管の一部として形成され使用されることによっ
て解決される。

【００１１】 本発明によれば、放電ランプの製造時に何れにしても必要な排気管が同時にホ
ルダ又はホルダの一部として使用される。これによって、製造中及び後の使用時
に電極の確実な位置決めが可能になり、その場合付加的な製造工程は最少にされ
るか又は付加的な製造工程を全部省略できる。すなわち、生産コストは本発明に
よる方法によって全く高められないか又は僅かしか高められない。

【００１２】 ホルダもしくはホルダの、排気管として使用される部分は、電極を相応に固定
もしくは支持するのに適している原理的に任意の形状を有することができる。排
気管として使用するためには、ホルダの当該部分が、外部から内部へ向けて放電
容器内へ貫通する開口部と、排気装置及び封入装置への気密接続手段とを有する
ことだけが必要である。

【００１３】 本発明による製造方法の優れた実施態様によれば、ホルダの、排気管として使
用される部分が、管の形に形成され、この管の一端部が放電容器の壁を通って放
電容器内に突入する。このために基本的には従来使用されていた通常の排気管を
延長させることだけが必要である。

【００１４】 本発明による製造方法は、電極がほぼ主伸長方向に延びる長い形を有している
場合に特に有利である。ホルダは、ホルダが電極の主伸長方向に延びる長い支持
要素を有し、この支持要素が電極の少なくとも一部範囲を支持するように形成で
きる。その場合、支持要素と電極とは同軸的に又は互いに平行に配置される。

【００１５】 この場合、支持要素つまり支持管として、内部へ向けて延びる上述の排気管が
使用される。放電容器内へ突入する管を電極に対してそのように配置することに
よって、電極の簡単かつ確実な支持が保証される。

【００１６】 勿論、支持要素は他の形状の支持要素、例えば長い板状の支持要素又は類似の
ものであってもよく、この支持要素は相応する管部分を備えるか又は相応する孔
を有する。同様に電極も任意の形状を有することができる。すなわち、電極は例
えば条帯状電極、波形（例えば正弦波状）電極、ジグザグ状電極、螺旋状電極又
は類似のものであってもよい。

【００１７】 特に優れた実施態様によれば、電極の長手方向の少なくとも一部範囲が支持要
素の周りを螺旋状に回って延びる。この螺旋状電極とその場合に生成される放電
パターンとの利点は既に述べたドイツ特許出願公開第１９６３６９６５号明細書
に記載されている。

【００１８】 電極は例えば金ペースト又は白金ペーストから成るパターン化された被膜の形
でホルダ又はホルダの要素上に設けられる。すなわち、例えば、このようにして
螺旋状の内部電極を電極の伸長方向に延びる支持棒又は支持管上に設けることが
できる。条帯状電極、波形電極又はジグザグ状電極は例えば長い板状の支持要素
に設けることができる。

【００１９】 特に優れた実施態様によれば、円筒状の放電容器が円筒軸線に沿って延びる内
部電極と支持要素とを備えている。従って、この放電ランプは中心電極つまり同
心の中央電極を備えた放電ランプである。その場合、容器壁に、円筒軸線に対し
て平行に延びる複数の条帯状の対向電極を設けることが提案される。このように
して、放電空間全体を効果的に利用でき、このために必要な形状は比較的簡単に
作成できる。製造時及び永続的な点灯時に中央電極を確実に中心につまり同心的
に位置させることの問題は本発明によって解決される。

【００２０】 例えば排気管として使われる支持管の形の支持要素が口金とは反対側に対向位
置する端面から放電容器内に突入し、端面壁に固定されると有利である。しかし
ながら、特に長い放電容器の場合、両側に口金を設けることも有利である。その
場合には排気管側にも口金が取付けられる。

【００２１】 勿論、支持要素つまり支持管が、電極をその全長に亘って支持するように非常
に長くてもよい。

【００２２】 支持管に、その長手方向に沿って、管壁を貫通する１つ又は複数の開口部が設
けられ、この開口部が放電容器の内部に位置すると有利である。この開口部を介
して放電容器の良好かつ効果的な排気もしくは封入が可能になる。

【００２３】 優れた実施態様によれば、放電容器は一方の側を圧潰によって閉鎖される。こ
の場合、圧潰部には内部電極の電気的引込みとして使われる金属箔が一緒に埋め
込まれる。内部電極は金属箔に固定（例えばろう付け）され、部分的に一端部が
一緒に圧潰され、それゆえ電極は放電容器の一方の側では圧潰部によって保持さ
れる。

【００２４】 電極が支持要素の長手方向へ移動するのを防止するために、支持要素がこの支
持要素の長手方向に対して直角方向に延びる止め突起又は止め切欠きを有すると
有利である。止め突起はこぶ、鼻部、とげ等であり、止め切欠きは溝等である。
このようなこぶ又は鼻部によって、支持管又は支持棒の周りを延びる例えば螺旋
状ワイヤは支持管又は支持棒の長手方向へ移動するのを非常に良好に阻止される
。

【００２５】 ホルダの他の実施態様によれば、電極と容器壁との間に電極の主伸長方向に対
して直角方向へスペーサが設けられる。この種のスペーサは鉤形要素、管片又は
ピンであり、容器壁に固定され、電極を適切な位置に保持する。電極の主伸長方
向に沿って複数のそのようなスペーサが使用されると好ましい。排気管としての
機能を可能にするために、スペーサの少なくとも１つには当然のことながら適当
な孔が設けられねばならない。

【００２６】 勿論、例えば管状の支持要素とこれに対して直角方向に延びるスペーサとを使
用することも可能である。これは特に非常に長いランプを製造する際に推奨され
る。

【００２７】 支持要素を固定するためのこの補助的なスペーサの優れた実施態様は電極の主
伸長方向に対して直角方向に配置され容器壁間を延びる保持板である。電極は支
持要素と共に予め定められた位置でこの保持板を貫通して延びる。この種の保持
板によって、あらゆる方向からの確実な位置決めが保証される。

【００２８】 ［図面の説明］ 本発明を以下において添付図面を参照して実施例に基づいて詳細に説明する。
図示されている特徴は上述の組合わせにおいても個々にも又は他の組合わせにお
いても本発明にとっては重要である。

【００２９】 図１は、円筒状の放電容器と、軸線方向に中心に配置され支持管によって保持
されている電極とを備えた放電ランプの概略側面図を示す。 図２は、支持管と、スペーサの形の補助ホルダとを備えた図１による放電容器
の横断面図を示す。 図３は、支持管と、保持板の形の他の補助ホルダとを備えた図１による放電容
器の横断面図を示す。 図４は、放電容器の壁間を延びる複数の保持棒から成りその内の１つが排気管
として使用される他のホルダを備えた図１による放電容器の横断面図を示す。 図５は、軸線方向に延びる１つの支持管と、半径方向に延びる複数の横方向支
持部材とを備えた図１による放電容器の横断面図を示す。

【００３０】 図１は本発明による放電ランプの第１実施例を示す。この放電ランプ１は、石
英ガラスから成り一方の側を口金５内に取付けられている放電容器２を有してい
る。

【００３１】 放電容器２の内部には放電媒体が封入されている。この実施例はキセノンを封
入されたエキシマ放電ランプである。このエキシマ放電ランプによれば高い効率
で、産業的に例えばウエハ洗浄、オゾン生産又は水清浄化に使用されるＶＵＶ放
射が発生される。

【００３２】 ランプは円筒状の放電容器の内部に中央の螺旋状電極６を有している。この電
極６は負の高電圧を印加される陰極である。放電容器２の外面には、円筒軸線に
対して平行に延びる複数の条帯状電極７が設けられている。この電極７は陽極で
ある。電極７は放電容器２の壁３によって放電媒体から分離されている。それゆ
え、ランプは誘電体バリア放電用に設計されている。

【００３３】 ランプ１はホルダ１０として軸線上に支持管９を有しており、この支持管９は
口金５とは反対側に位置する端面壁４から放電容器２の内部へ突入している。螺
旋状電極６は一部分がこの支持管９の周りを回って導かれている。螺旋状電極６
が軸線方向へ移動するのを防止するために、支持管９にはこぶの形の止め突起１
２が形成されている。

【００３４】 ホルダは非導電性金属（例えばガラス、石英ガラス又はセラミックス）から構
成されている。

【００３５】 最初に、放電容器２は口金領域とは反対側に位置する端面壁４を閉鎖される。
その場合、支持管９は端面壁４の中央開口部８内に気密に挿入され、固定される
。支持管９を挿入された端面壁４を形成するために、開口している円筒状の容器
が加熱され、そのとき支持管９は適当な補助手段によって保持されており、円筒
壁が熱作用によって内側へ収縮する。この閉鎖はしかしながら圧潰によっても行
なうことができる。

【００３６】 最後に、螺旋状電極６が口金領域内に入れられ円筒状の放電容器２を気密に閉
鎖する際に一緒に圧潰される（図示されていない）。螺旋状電極６は口金領域と
は反対側に位置する端面壁４の範囲において支持管９によって保持されている。

【００３７】 螺旋状電極６を支持管９上に取付けるために、もしくは支持管９を螺旋状電極
６内へ導入するために、螺旋状電極６が支持管９上にねじり込まれる。その場合
、止め突起１２は螺旋状電極６の螺旋ピッチ間を移動する。

【００３８】 支持管９は同時に排気管として使用され、この支持管９を通して放電容器２が
排気されかつ支持管９を介してガスが封入される。長い放電ランプの場合、支持
管９に沿って管側壁に少なくとも１つの、好ましくは複数の開口部１１を配置し
、放電容器の迅速かつ効果的な排気を可能にすることは有効である。

【００３９】 勿論、支持管９は端面壁４内だけではなく、放電容器２全体を通って口金５の
領域にまで長く延び、場合によっては口金５の領域の端面壁内に固定される、例
えば生産時に一緒に圧入されるようにすることもできる。螺旋状電極６は図示さ
れた実施例のように螺旋状ワイヤであってもよい。しかしながら、螺旋状電極６
は支持管９上に導電性ペースト（例えば金ペースト又は白金ペースト等）によっ
て設けられていてもよい。口金領域に入れられて一緒に圧潰された通しの支持管
９の場合、電極６が圧潰範囲においてはワイヤ又は金属箔から形成され、電極が
圧潰個所の上側の放電容器２の内部においては支持管９上にパターン化された導
電性被膜から構成されることは有利である。その場合当然のことながら、螺旋状
電極６の螺旋体の、ワイヤ又は金属箔から構成された下側領域と、螺旋体の上側
領域とは適当に互いに接続される。

【００４０】 本発明によるホルダによれば、図１に示された実施例によるランプをほぼ任意
の長さで製造することが可能になる。現在かかるホルダを備えていないランプで
は最大長さ２０ｃｍのランプを製造可能であるが、その場合電極６の確実な固定
が可能ではない。実験的には現在本発明によれば８５ｃｍ以上の長さのランプが
製造されている。

【００４１】 図２〜図５はホルダのそれぞれ異なった例を示す。

【００４２】 図示された例の場合、支持管９は比較的長い。図示されていない他の例の場合
、支持管は約２ｃｍの長さであり、端部範囲のみで約１２ｃｍの長さの螺旋状電
極を支持している。

【００４３】 図２に示された実施例は、容器壁３の一端部に固定（例えば溶着）され支持管
９を補助的にその伸長方向に対して直角方向に固定している鉤形スペーサ１４で
ある。このようにして、螺旋状電極６を備えた支持管９を長い区間に亘って確実
に保持するために、支持管の長手方向に沿って複数のこのようなスペーサ１４を
配置でき、その場合これらが半径方向へ異なった方向に外側へ向けて延びると有
利である。このスペーサ１４の良好な相互間隔は約１５ｃｍである。

【００４４】 図３はスペーサとして保持板１５を示し、螺旋状電極６を備えた支持管９が保
持板１５の中心部を貫通して延びている。この保持板１５は螺旋状電極６を備え
た支持管９を補助的に容器壁３より全ての方向から支持している。

【００４５】 図４は螺旋状電極６の長手方向に前後して位置する２つの保持棒１６，１７の
形のホルダを示す。これらの保持棒１６，１７はそれぞれ一方の壁側から横方向
に放電容器３を通って他方の壁側へ延びている。これらの保持棒は少なくとも１
つの壁側で壁３に固定（例えば溶着）されている。これらの保持棒１６，１７の
少なくとも１つは中空の排気管１７として形成され、この排気管１７はその一部
１９が１個所で放電容器２から突出し、放電容器２内に少なくとも１つの、好ま
しくは複数の開口部２０を有している。この変形例の場合も、多数のこのような
棒１６，１７が螺旋状電極６の長手方向において前後して使用されることは有効
である。

【００４６】 図５による実施例においても軸線方向に延びる支持管９が使用されている。軸
線方向に延びるこの支持管９は半径方向に延びる複数の横方向支持部材１８によ
って支持されており、この支持部材１８は支持管９と放電容器２の側壁３との間
を延びている。

【００４７】 図示されていない他の実施例の場合、軸線方向に延びる支持管は螺旋状電極６
の中を延びるのではなく、螺旋状電極６の外を延びる。それゆえ、内側の螺旋状
電極６は放電空間から誘電体（つまり支持管の壁）によって分離される。この種
のランプは両極性点灯方式用として提供されている。他の例によれば、電極全体
が誘電体材料で包囲される、例えば電極が誘電体材料内に封着される。この場合
、電極は任意の形状を有することができる。この場合、電極は殆どホルダ内に組
込まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 円筒状の放電容器と、軸線方向に中心に配置され支持管によって保持されてい
る電極とを備えた放電ランプの概略側面図。

【図２】 支持管と、スペーサの形の補助ホルダとを備えた図１による放電容器の横断面
図。

【図３】 支持管と、保持板の形の他の補助ホルダとを備えた図１による放電容器の横断
面図。

【図４】 放電容器の壁の間を延びる複数の保持棒から成りその内の１つが排気管として
使用される他のホルダを備えた図１による放電容器の横断面図。

【図５】 軸線方向に延びる１つの支持管と、半径方向に延びる複数の横方向支持部材と
を備えた図１による放電容器の横断面図。

【符号の説明】

１ 放電ランプ ２ 放電容器 ３ 壁 ４ 端面壁 ５ 口金 ６，７ 電極 ８ 中央開口部 ９ 支持管 １０ ホルダ １１ 開口部 １２ 止め突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリング、ライナー ドイツ連邦共和国 デー‐69221 ドッセ ンハイム フリードリッヒシュトラーセ 27 (72)発明者 ヴィットケッター、ラインホルト ドイツ連邦共和国 デー‐42929 ヴェル メルスキルヒェン オストシュトラーセ ２

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電媒体を封入された放電容器（２）と、放電容器（２）内
   を容器壁（３）から間隔を置いて延びる電極（６）とを備え、放電容器（２）の
   製造時に排気管が放電容器（２）に取付けられ、この排気管を通って放電容器（
   ２）が排気され及び／又は放電媒体を封入され、排気管がその後気密に閉鎖され
   る放電ランプ（１）の製造方法において、放電容器（２）内に、非導電性材料か
   ら成り電極（６）を放電容器（２）内の予め定められた位置に固定するホルダ（
   １０，１４〜１８）が配置され、このホルダ（１０，１４〜１８）又はこのホル
   ダ（１０，１４〜１８）の一部が排気管又は排気管の一部として形成され使用さ
   れることを特徴とする放電ランプの製造方法。
2. 【請求項２】 ホルダ（１０）の、排気管として使用される部分が、管（９
   ）の形に形成され、この管（９）の一端部が放電容器（２）の壁（４）を通って
   放電容器（２）内に突入していることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 管（９）の壁に、放電容器（２）内の管（９）の長手方向に
   沿って、管壁を貫通する開口部（１１）が設けられていることを特徴とする請求
   項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 電極（６）がほぼ主伸長方向に延びる長い形を有しているこ
   とを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
5. 【請求項５】 ホルダ（１０）が、電極（６）の主伸長方向に延び電極（６
   ）の少なくとも一部範囲を支持する長い支持要素（１０）を有することを特徴と
   する請求項１乃至４の１つに記載の方法。
6. 【請求項６】 支持要素（１０）が支持管（９）として形成され、この支持
   管が排気管として使用されることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 電極（６）及び／又は支持要素（１０）が、電極（６）の長
   手方向の少なくとも一部範囲が支持要素（１０）の周りを螺旋状に回って延びる
   ように配置されていることを特徴とする請求項５又は６記載の方法。
8. 【請求項８】 放電容器（２）が円筒状に形成され、電極（６）及び／又は
   支持要素（１０）が円筒軸線に沿って配置されていることを特徴とする請求項１
   乃至７の１つに記載の方法。
9. 【請求項９】 支持要素（１０）が口金（５）とは反対側に対向位置する端
   面から放電容器（２）内に突入し、端面壁（４）に固定されることを特徴とする
   請求項１乃至８の１つに記載の方法。
10. 【請求項１０】 支持要素（１０）がこの支持要素の長手方向に対して直角
    方向に延びる止め突起（１２）又は止め切欠きを有することを特徴とする請求項
    １乃至９の１つに記載の方法。
11. 【請求項１１】 ホルダ又はホルダの一部として、電極（６）及び／又は支
    持要素（９，１０）と容器壁（３）との間に、電極（６）の主伸長方向に対して
    直角方向に延びるスペーサ（１４，１５）が配置されていることを特徴とする請
    求項１乃至１０の１つに記載の方法。
12. 【請求項１２】 スペーサ（１５）として、電極（６）の主伸長方向に対し
    て直角方向に配置され容器壁（３）間を延びる保持板（１５）が使用され、電極
    （６）と支持要素（９，１０）とが予め定められた位置でこの保持板（１５）を
    貫通して延びていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
13. 【請求項１３】 電極がホルダ上にパターン化された導電性被膜の形で設け
    られていることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の方法。
14. 【請求項１４】 電極の少なくとも一部がホルダの少なくとも一部内に配置
    されていることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。
15. 【請求項１５】 電極の少なくとも一部が支持管内に配置されていることを
    特徴とする請求項１２記載の方法。
16. 【請求項１６】 電極の長手方向の少なくとも一部が支持管内を螺旋状に延
    びるように配置されていることを特徴とする請求項１３記載の方法。
17. 【請求項１７】 ホルダがガラス、石英ガラス又はセラミックスから作成さ
    れていることを特徴とする請求項１乃至１６の１つに記載の方法。
18. 【請求項１８】 放電ランプ（１）が誘電体バリア放電用に設計されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１７の１つに記載の方法。